Nghiên cứu tổng hợp nano bạc và đánh giá ảnh hưởng của kích thước hạt tới phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt của xanh methylene

Phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt (Surface-Enhanced Raman Scattering -SERS) là một kỹ thuật hiện đại cho phép tăng cường mạnh mẽ tín hiệu phổ tán xạ Raman của chất phân tích. Hiện tượng SERS được giải thích là liên quan tới hiện tượng plasmon bề mặt của chất nền được sử dụng trong phép đo Raman.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tổng hợp nano bạc và đánh giá ảnh hưởng của kích thước hạt tới phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt của xanh methylene Tạp chí Khoa học và Công nghệ 137 (2019) 074-079 Nghiên cứu tổng hợp nano bạc và đánh giá ảnh hưởng của kích thước hạt tới phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt của xanh methylene Study of the Synthesis Silver Nanoparticles and the Particle Size Effect on Surface-Enhanced Raman Scattering Spectroscopy of Methylene Blue Hoàng Thị Thu Hoài1, Hoàng Thị Linh1, Nguyễn Hữu Đông1, Giáp Văn Hưng1, Phạm Văn Hải2, Nguyễn Thị Tuyết Mai1,* 1 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội – Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội 2 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội - Số 144 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội Đến Tòa soạn: 09-10-2018; chấp nhận đăng: 27-9-2019 Tóm tắt Phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt (Surface-Enhanced Raman Scattering -SERS) là một kỹ thuật hiện đại cho phép tăng cường mạnh mẽ tín hiệu phổ tán xạ Raman của chất phân tích. Hiện tượng SERS được giải thích là liên quan tới hiện tượng plasmon bề mặt của chất nền được sử dụng trong phép đo Raman. Trong báo cáo này, nano bạc với tính chất cộng hưởng plasmon bề mặt được sử dụng làm chất nền có khả năng tăng cường tín hiệu phổ Raman của thuốc nhuộm xanh methylene lên tới 108 lần. Đặc biệt, các hạt nano bạc có bước sóng cực đại hấp thụ plasmon nằm gần với bước sóng kích thích của phép đo Raman cho phép tăng cường mạnh hơn tín hiệu phổ Raman của chất phân tích. Quả thực, phổ SERS trên cơ sở nano bạc cho phép phát hiện siêu nhậy các chất phân tích mà không phá hủy mẫu nên rất thích hợp cho việc phân tích tại hiện trường và các đối tượng trong lĩnh vực y sinh. Từ khóa: SERS, hạt nano bạc, hiệu ứng kích thước hạt Abstract Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) is a modern technique that dramatically enhances the Raman scattering signal of the analysts. The SERS phenomenon was explained by the localized surface plasmon resonance (LSPR) of the Raman substrate. In this report, silver nanoparticles one of the plasmonic structures were used to enhance the Raman signal of the methylene blue dye up to 108 times. Especially, the highest Raman signal enhancement was observed when the plasmon resonance wavelength close to the laser excitation wavelength. Thus, the silver nanoparticles-based SERS technique allows for the ultra- sensitive detection without destroying the sample which is sustable for point of care testing and biomedical analysis. Keywords: SERS, Silver nanoparticles, size effect 1. Mở đầu* của các hạt nano kim loại như vàng, bạc, đồng, được gọi chung là nanoplasmonics, với sự kích thích của Kể từ khi được phát hiện cách đây bốn thập kỷ, ánh sáng tới. Hiệu ứng plasmon bề mặt dẫn tới sự hấp phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt (Surface- thụ ánh sáng mạnh mẽ của các hạt nano kim loại. Các Enhanced Raman scattering, SERS) được đánh giá là dải bước sóng hấp thụ phụ thuộc rất nhiều vào bản một trong những công cụ mạnh nhất có khả năng phát chất của kim loại cũng như hình dạng và kích thước hiện siêu nhậy các phân tử mà không cần điều kiện của chúng. chuẩn bị mẫu đặc biệt [1-3]. Kỹ thuật này cho phép tăng cường mạnh mẽ tín hiệu phổ Raman của các Hiện tượng SERS được phát hiện lần đầu tiên phân tử bị hấp thu trên các bề mặt các kim loại đặc bởi Fleishman (Đại học Southampton, Anh) vào năm biệt như vàng, bạc, đồng... nhờ hiệu ứng trường điện 1974 khi tiến hành đo phổ Raman của phân tử từ bên trong các kim loại đó [4, 5]. Đặc biệt, các kim pyridine hấp phụ trên điện cực bạc có bề mặt xù xì loại như vàng, bạc, đồng ở cấu trúc nano và khi kích [2]. Khi nguyên tử bạc ở kích thước nano thì khả thước của chúng nhỏ hơn bước sóng của bức xạ tới sẽ năng tăng cường tín hiệu phổ Raman có thể mạnh xuất hiện hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt hơn rất nhiều. Do đó, hạt nano bạc (AgNPs) được coi (Surface Plasmon Resonance, SPR) [6, 7]. Plasmon là vật liệu có tiềm năng ứng dụng nhất trong phát bề mặt là sự dao động của các electron tự do ở bề mặt triển các kỹ thuật phân tích dựa trên hiệu ứng SERS. Hơn nữa, để ...